MoS_(2)负载CdS基复合材料的可见光催化析氢性能OA

【目的】通过比较水热法、光沉积法2种不同的合成方法对二硫化钼(MoS_(2))负载硫化镉(CdS)基复合材料的光催化析氢性能的影响,解析制得的复合材料的微观结构、界面相互作用与可见光催化析氢性能之间的构效关系。【方法】以CdS作为基底,MoS_(2)为助催化剂,分别采用水热法、光沉积法制得MoS_(2)-CdS-H、MoS_(2)-CdS-P复合材料;对MoS_(2)-CdS-H、MoS_(2)-CdS-P、CdS、MoS_(2)样品的物相组成、界面电子结构、微观形貌、介孔结构、比表面积、孔径分布进行表征,分析样品的光学性质和产氢性能,进行循环使用稳定性实验,揭示产氢性能最优的复合材料中促进光生电荷分离与传输的内在机制。【结果】与MoS_(2)-CdS-P、CdS、MoS_(2)相比,MoS_(2)-CdS-H具有更高的结晶度、较强的界面相互作用、清晰的折叠边缘结构、优异的比表面积、较大的孔容以及适中的介孔结构,MoS_(2)-CdS-H在可见光区展现出较强的光吸收能力,在硫化钠(Na_(2)S)-亚硫酸钠(Na_(2)SO_(3))溶液体系中,MoS_(2)-CdS-H的光催化产氢量最高,达到1509.88μmol,而且在4次循环使用后仍保持良好的产氢活性;MoS_(2)-CdS-H的瞬态光电流响应特性最强,光电流密度最大可至3.1μA/cm^(2);MoS_(2)-CdS-H阻抗的虚部与实部的关系曲线的曲率最大,阻抗值较小。【结论】水热法制得的MoS_(2)-CdS-H在光催化反应中具有丰富的活性位点,CdS、MoS_(2)之间界面接触面积的增加能有助于形成多维电子传输通道,促进光生电子-空穴对的有效分离与迁移,加快析氢反应的表面动力学过程;MoS_(2)-CdS-H具有较高的光吸收效率,满足工程应用对催化剂耐久性的基本要求。